專利名稱：一種雙通道ccd圖像拼接偏差自動(dòng)校正的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安防監(jiān)控領(lǐng)域高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的CXD圖像拼接偏差自動(dòng)校正的 方法，尤其涉及一種針對(duì)雙通道CCD傳感器的模擬信號(hào)，經(jīng)兩路模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值進(jìn)行 圖像拼接時(shí)存在偏差的自動(dòng)校正的方法。
背景技術(shù)：
目前，安防監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)內(nèi)為了提高圖像的幀率，采用雙通道 輸出的C⑶傳感器，由CXD傳感器將圖像分為左右兩半，通過兩個(gè)獨(dú)立的通道輸出模擬信 號(hào)，經(jīng)兩個(gè)獨(dú)立的模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別對(duì)兩個(gè)不同的模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換工作，轉(zhuǎn)換后的量 化數(shù)字信號(hào)發(fā)送至后端處理器，由處理器完成左右圖像的拼接工作。但是在實(shí)際應(yīng)用的電 路中，由于電子元器件、PCB布線以及供電系統(tǒng)存在的性能不完全一致的現(xiàn)象，導(dǎo)致模數(shù)轉(zhuǎn) 換后的量化值存在一些差異，從而在觀察拼接后的圖像時(shí)發(fā)現(xiàn)左右圖像在亮度和色度上略 有偏差。因此需要一種針對(duì)使用CCD傳感器雙通道輸出拼接方案的偏差自動(dòng)校正的方法， 對(duì)量化數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，調(diào)整模擬信號(hào)的量化值，校正因電子元器件、PCB布線以及供電 系統(tǒng)產(chǎn)生的差異，從而保證拼接后圖像的左右圖像在亮度和色度上保持一致。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有的采用CXD傳感器雙通道輸出、拼接圖像方案的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)存在拼 接后左右圖像在亮度和色度上略有偏差的不足，本發(fā)明提供一種雙通道CXD圖像拼接偏差 自動(dòng)校正的方法，本發(fā)明通過計(jì)算調(diào)整模擬信號(hào)的量化值，校正因電子元器件、PCB布線以 及供電系統(tǒng)產(chǎn)生的差異，保證拼接后左右圖像在亮度和色度上保持一致，滿足高清網(wǎng)絡(luò)攝 像機(jī)的實(shí)際使用要求。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種雙通道CCD圖像拼接偏差自動(dòng) 校正的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)由C⑶傳感器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，采集原始圖像信號(hào)，經(jīng)左通道和右通道兩個(gè)模擬 通道輸出模擬電信號(hào)；左通道模擬電信號(hào)送至左通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理形成左 通道的量化值，右通道模擬電信號(hào)送至右通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理形成右通道的 量化值；(2)提取模擬信號(hào)的量化值將攝像機(jī)處于無照度模式下，記錄左右通道的量化 值數(shù)據(jù)的平均值，左通道為H1，右通道為H2 ；然后將攝像機(jī)處于完全曝光模式下記錄左右 通道的量化值數(shù)據(jù)的平均值，左通道為H3，右通道為H4 ；(3)設(shè)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益差計(jì)算左右通道的量化值區(qū)間范圍大小差異，設(shè)置 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益，即以左通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換器當(dāng)前的增益值A(chǔ)l為參考值，設(shè)置右通道的模 數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益值(單位:dB)A2 = Α1-ΔΑ，其中ΔΑ = 201og[(H4-H2)/(H3-Hl)]，將計(jì)算 后得到的Al和A2發(fā)送至后端處理器，作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器配置參數(shù)；(4)調(diào)整模擬信號(hào)的量化值將攝像機(jī)處于正常工作模式，記錄當(dāng)前記錄左右通道的量化值數(shù)據(jù)的平均值，左通道為HL，右通道為HR。計(jì)算左右通道的量化值區(qū)間起始 值的差值ΔΗ，以左通道的量化值區(qū)間起始值Hl為參考值，則差值ΔΗ = Η2Χ[(Η3-Η1)/ (Η4-Η2)]-Η1 ；然后將右通道的所有像素模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值HR均減去差值ΔΗ后的值Hx 送至后端處理器作為右通道實(shí)際量化值進(jìn)行拼接處理，即Hx = HR- Δ H，其中HR為右通道的 所有像素模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值，Hx為右通道所有像素輸出至后端處理器的量化值；左通道 的所有像素模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值HL不變，直接輸出至后端處理器作為左通道實(shí)際量化值 進(jìn)行拼接處理；(5)將計(jì)算后得到的Al和Α2發(fā)送至后端處理器，作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器配置參數(shù)，同時(shí) 將左、右通道的所有像素模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值HL和Hx作為左、右通道實(shí)際量化值最終輸出 到后端處理器，由后端處理器實(shí)現(xiàn)圖像的拼接；本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明雙通道CXD圖像拼接偏差自動(dòng)校正的方法根據(jù)雙通 道CCD傳感器經(jīng)兩路模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化數(shù)據(jù)特點(diǎn)，調(diào)整模擬信號(hào)的量化值，校正因電子元 器件、PCB布線以及供電系統(tǒng)產(chǎn)生的偏差，保證拼接后圖像的左右圖像在亮度和色度上保持 一致。此外，本發(fā)明適用于現(xiàn)有基于DSP的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)方案，僅需應(yīng)用該方法即能實(shí) 現(xiàn)，無需改動(dòng)現(xiàn)有硬件和電路。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明；圖1是本發(fā)明的工作流程圖；圖中，1、(XD傳感器；2、左通道；3、右通道；4、左通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器；5、右通道模數(shù)轉(zhuǎn) 換器；6、提取模擬信號(hào)的量化值；7、設(shè)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益差；8、調(diào)整模擬信號(hào)的量化值； 9、后端處理器。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的原理是因電子元器件、PCB布線以及供電系統(tǒng)產(chǎn)生的差異，表現(xiàn)為模擬 信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值存在兩種偏差一種是左右通道的量化值數(shù)據(jù)的區(qū)間范圍大小 偏差；一種是左右通道的量化值數(shù)據(jù)的區(qū)間的起始值存在偏差。第一種偏差可以通過調(diào)整 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的AGC增益值保證量化值數(shù)據(jù)的區(qū)間范圍大小一致；第二種偏差可以通過計(jì)算 兩種區(qū)間的起始值的差值，由于該系統(tǒng)為線性系統(tǒng)，可以將其中一個(gè)通道的整體量化值數(shù) 據(jù)減去該差值，從而解決左右通道的量化值數(shù)據(jù)的區(qū)間的起始值存在偏差的問題。本發(fā)明雙通道CXD圖像拼接偏差自動(dòng)校正的方法，包括以下步驟1、由C⑶傳感器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，采集原始圖像信號(hào)，經(jīng)左通道和右通道兩個(gè)模擬 通道輸出模擬電信號(hào)；左通道模擬電信號(hào)送至左通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理形成左 通道的量化值，右通道模擬電信號(hào)送至右通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理形成右通道的 量化值。2、提取模擬信號(hào)的量化值將攝像機(jī)處于無照度模式下，記錄左右通道的量化值 數(shù)據(jù)的平均值，左通道為H1，右通道為H2;然后將攝像機(jī)處于完全曝光模式下記錄左右通 道的量化值數(shù)據(jù)的平均值，左通道為H3，右通道為H4。3、設(shè)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益差計(jì)算左右通道的量化值區(qū)間范圍大小差異，設(shè)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益，即以左通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換器當(dāng)前的增益值A(chǔ)l為參考值，設(shè)置右通道的模數(shù) 轉(zhuǎn)換器的增益值(單位:dB)A2 = Α1-ΔΑ，其中ΔΑ = 201og[ (H4-H2) / (H3-H1)]，將計(jì)算后 得到的Al和A2發(fā)送至后端處理器，作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器配置參數(shù)。4、調(diào)整模擬信號(hào)的量化值將攝像機(jī)處于正常工作模式，記錄當(dāng)前記錄左右通 道的量化值數(shù)據(jù)的平均值，左通道為HL，右通道為HR。計(jì)算左右通道的量化值區(qū)間起始 值的差值ΔΗ，以左通道的量化值區(qū)間起始值Hl為參考值，則差值ΔΗ = Η2Χ[(Η3-Η1)/ (Η4-Η2)]-Η1 ；然后將右通道的所有像素模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值HR均減去差值ΔΗ后的值Hx 送至后端處理器作為右通道實(shí)際量化值進(jìn)行拼接處理，即Hx = HR- Δ H，其中HR為右通道的 所有像素模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值，Hx為右通道所有像素輸出至后端處理器的量化值；左通道 的所有像素模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值HL不變，直接輸出至后端處理器作為左通道實(shí)際量化值 進(jìn)行拼接處理。5、將計(jì)算后得到的Al和Α2發(fā)送至后端處理器，作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器配置參數(shù)，同時(shí)將 左、右通道的所有像素模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值HL和Hx作為左、右通道實(shí)際量化值最終輸出到 后端處理器，由后端處理器實(shí)現(xiàn)圖像的拼接。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明
Mo如圖1所示，本發(fā)明的一種雙通道CXD圖像拼接偏差自動(dòng)校正的方法主要根據(jù)模 擬信號(hào)量化后的數(shù)據(jù)值計(jì)算左右通道的偏差量，通過調(diào)整模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益差和調(diào)整量化 值實(shí)現(xiàn)偏差自動(dòng)校正的功能。由CXD傳感器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，采集原始圖像信號(hào)，經(jīng)左通道和 右通道兩個(gè)模擬通道輸出模擬電信號(hào)；左通道模擬電信號(hào)送至左通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù) 轉(zhuǎn)換處理形成左通道的量化值，右通道模擬電信號(hào)送至右通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處 理形成右通道的量化值；將兩個(gè)通道的量化值發(fā)送至提取模擬信號(hào)的量化值步驟，在該步 驟中首先將攝像機(jī)處于無照度模式下，記錄左右通道的量化值數(shù)據(jù)的平均值，左通道的量 化值為Η1，右通道的量化值為Η2，然后將攝像機(jī)處于完全曝光模式下記錄左右通道的量化 值數(shù)據(jù)的平均值，左通道的量化值為Η3，右通道的量化值為Η4 ；將HI、H2、H3和H4發(fā)送至 設(shè)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益差步驟，通過計(jì)算左右通道的量化值區(qū)間范圍大小差異，設(shè)置模數(shù) 轉(zhuǎn)換器的增益，計(jì)算ΔΑ(單位dB) =201og[(H4-H2)/(H3-Hl)]，然后根據(jù)當(dāng)前左通道模數(shù) 轉(zhuǎn)換器的增益值A(chǔ)l為基準(zhǔn)值，設(shè)置右通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益值為A2(單位dB) =Al-AA ； 完成設(shè)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益差步驟后，左通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器和右通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理完的量 化數(shù)據(jù)發(fā)送至調(diào)整模擬信號(hào)的量化值步驟，首先計(jì)算左通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的量化值和右通道 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的量化值的區(qū)間起始值差值ΔΗ，以左通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的量化值區(qū)間起始值Hl 為參考值，則差值Δ H = H2 X [ (Η3-Η1) / (Η4-Η2) ] -Hl，然后將右通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器所有像素 的量化值均減去差值Δ H，即Hx = HR- Δ H，其中HR為右通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所有像素的量化 值，Hx為右通道所有像素最終輸出至后端處理器的量化值，同時(shí)左通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所有 像素模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值HL不變，直接輸出至后端處理器；Hx和HL最終輸出到后端處理 器，由后端處理器實(shí)現(xiàn)圖像的拼接。后端處理器可以采用ALTERA公司EP4CGX15F169型號(hào) 的產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種雙通道CCD圖像拼接偏差自動(dòng)校正的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)由CCD傳感器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，采集原始圖像信號(hào)，經(jīng)左通道和右通道兩個(gè)模擬通道輸出模擬電信號(hào)；左通道模擬電信號(hào)送至左通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理形成左通道的量化值，右通道模擬電信號(hào)送至右通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理形成右通道的量化值。(2)提取模擬信號(hào)的量化值將攝像機(jī)處于無照度模式下，記錄左右通道的量化值數(shù)據(jù)的平均值，左通道為H1，右通道為H2；然后將攝像機(jī)處于完全曝光模式下記錄左右通道的量化值數(shù)據(jù)的平均值，左通道為H3，右通道為H4。(3)設(shè)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益差計(jì)算左右通道的量化值區(qū)間范圍大小差異，設(shè)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益，即以左通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換器當(dāng)前的增益值A(chǔ)1為參考值，設(shè)置右通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益值(單位dB)A2＝A1-ΔA，其中ΔA＝20log[(H4-H2)/(H3-H1)]，將計(jì)算后得到的A1和A2發(fā)送至后端處理器，作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器配置參數(shù)。(4)調(diào)整模擬信號(hào)的量化值將攝像機(jī)處于正常工作模式，記錄當(dāng)前記錄左右通道的量化值數(shù)據(jù)的平均值，左通道為HL，右通道為HR。計(jì)算左右通道的量化值區(qū)間起始值的差值ΔH，以左通道的量化值區(qū)間起始值H1為參考值，則差值ΔH＝H2×[(H3-H1)/(H4-H2)]-H1；然后將右通道的所有像素模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值HR均減去差值ΔH后的值Hx送至后端處理器作為右通道實(shí)際量化值進(jìn)行拼接處理，即Hx＝HR-ΔH，其中HR為右通道的所有像素模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值，Hx為右通道所有像素輸出至后端處理器的量化值；左通道的所有像素模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值HL不變，直接輸出至后端處理器作為左通道實(shí)際量化值進(jìn)行拼接處理。(5)將計(jì)算后得到的A1和A2發(fā)送至后端處理器，作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器配置參數(shù)，同時(shí)將左、右通道的所有像素模數(shù)轉(zhuǎn)換后的量化值HL和Hx作為左、右通道實(shí)際量化值最終輸出到后端處理器，由后端處理器實(shí)現(xiàn)圖像的拼接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙通道CCD圖像拼接偏差自動(dòng)校正的方法，該方法包括提取模擬信號(hào)的量化值，設(shè)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益差，調(diào)整模擬信號(hào)的量化值等步驟，根據(jù)模擬信號(hào)量化后的數(shù)據(jù)值計(jì)算左右通道的偏差量，通過調(diào)整模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益差和調(diào)整量化值實(shí)現(xiàn)偏差自動(dòng)校正的功能，解決雙通道CCD傳感器電路設(shè)計(jì)中因電子元器件、PCB布線以及供電系統(tǒng)產(chǎn)生的偏差問題，保證拼接后圖像的左右圖像在亮度和色度上一致性。此外，本發(fā)明適用于現(xiàn)有基于DSP的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)方案，僅需應(yīng)用該方法即能實(shí)現(xiàn)，無需改動(dòng)現(xiàn)有硬件和電路。
文檔編號(hào)H04N5/335GK101888484SQ20101021005
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者吳堅(jiān), 張興明, 殷俊 申請(qǐng)人:浙江大華技術(shù)股份有限公司